Ticle template

The relative standard deviations of within-assay for free and total

carnitine analyses were 3.36% and 1.97%, respectively; and

between-assay for free and total carnitine analyses were 3.34% and

1.77%, respectively. The average recovery was 98.2% for free

carnitine and 96.3% for total carnitine, respectively. The method

has been applied to the simultaneous determination of free and

total carnitine in serum. Statistics analysis showed that total and

free carnitine levels of males were higher than that of females

(p < 0.01) while acylcarnitine level had no statistically significant

difference (p > 0.05).

Introduction

Carnitine (gamma-trimethylamino-beta-hydroxy butyric

acid), or vitamin B

T

, is an essential nutrient in the human body.

It is generally accepted that carnitine is the only carrier for the

transport of activated long-chain fatty acids from the cytosolic

compartment into the mitochondrial matrix, producing the

acylcanitines that undergo beta-oxidation and tricarboxylic acid

cycle for energy production (1). The deficiency or disorder of car-

nitine in the body will lead to the disturbance of fatty acid

metabolism, which will produce several disorders such as hyper-

lipemia, hypoglycemia, hyperammonemia, skeletal muscle

disease, and myasthenia (2). As more research on biological

function and metabolism of carnitine have been carried out in

recent years, the studies of carnitine for medical applications are

becoming more and more popular (3–5).

Total carnitine in serum includes free carnitine and

acylcarnitines. Although carnitine is supplied externally in the

diet (animal proteins), it can also be biosynthesized at a low rate

in the liver, kidney, and brain. Primary and secondary carnitine

deficiencies are usually characterized by poor availability of free

carnitine. Numerous disorders have been described leading to dis-

turbances in energy production and in intermediary metabolism

in the organism, which are characterized by the production and

excretion of unusual acylcarnitines (6). Hence, carnitine defi-

ciency causes several disorders in fatty acid and related

metabolism. Free and total carnitine levels in serum are the useful

diagnostic indicators of the carnitine metabolic status. Therefore,

it is important to determine free carnitine and acylcarnitine in

serum for studying the behavior of carnitine in disease and

therapy as well as the reasonable uses of carnitine and

acylcarnitine as supplements in clinical application. It is the aim

of the present study to establish a rapid, simple, and reliable

method for simultaneous determination of free and total carnitine

levels in human serum and to investigate its clinical significance.

The most widely used assay for the determination of carnitine

in biological fluids, including serum and urine, is enzyme-spec-

trophotometric assay (7,8). The method is based on the free

coenzyme A, one of reaction products generated from the acety-

lation reaction of carnitine, catalyzed by carnitine acetyl trans-

ferase with 5,5

′-dithiobis-2-nitrobenzoic acid (DTNB), to

produce a chromogenic substance that is detectable at 412 nm

using a simple spectrophotometer. This original assay is subse-

quently found to suffer from a range of pitfalls, and modifications

are required to overcome problems such as interference from

endogenous thiols, reversibility of the reaction, and phosphate

buffer acetylation, general nonspecificity, and poor sensitivity.

In addition, the method is tedious and time-consuming. A

radio-enzymatic assay is a significant improvement for the

determination of carnitine. The method is more sensitive than

the spectrophotometric approach, and it avoids the problems

associated with endogenous thiols. However, it still retains many

of the problems associated with the spectrophotometric assay.

What is worse, the radioactive injury and pollution for the oper-

ator and environment are still problems, which are difficult to

be overcome. Mass spectrometry, especially tandem mass

spectrometry (MS–MS), or high-performance liquid chro-

matography with mass spectrometer detection (HPLC–MS)